鄭小宏

2005-10-21

對于在 Linux 下工作的人，如果你經常要畫一些二維圖和簡單的三維圖的話，那么， gnuplot 無疑是一個非常好的選擇，不僅圖形漂亮，而且操作簡單。當然如果需要質量更高的三維圖，請用其他的一些專業繪圖軟件。建議大家學會使用 gnuplot 。這個小軟件通常都是 Redhat Linux 自帶的，但自帶的版本是 3.7 的，建議將其升級到 4.0 ，新版本具有很多新功能。最新版本可以到 http://www.gnuplot.info 下載。

一些最基本的操作請大家看說明書。這里總結一下我在使用過程中遇到的一些問題以及解決的辦法，目的是讓那些以前不會的或不熟練的能快速入門，會畫自己想要的圖，因為原來的說明書很長，較難有針對性地很快找到自己想要的信息。這里簡單的總結不可能面面俱到，所以大家不要抱怨我寫的不全，更全面的了解還是請看說明書，網上的資料也多的是。其實這也是我們從網上一點一點搜集和摸索出來的。我相信看完后，應該平時最常見的問題基本上都能在這里找到答案。如果大家在使用過程中摸索到了我沒有寫到的技巧和體會，或有其它建議，請大家提告訴我，以不斷完善這篇總結，謝謝！

?

一、???????? 基礎篇：

在 linux 命令提示符下運行 gnuplot 命令啟動，輸入 quit 或 q 或 exit 退出。

?

1 、 plot 命令

gnuplot > plot sin(x) with line linetype 3 linewidth 2 或

gnuplot > plot sin(x) w l lt 3 lw 2??? % 用線畫，線的類型（包括顏色與虛線的類型）是 3 ，線的寬度是 2 ，對函數 sin(x) 作圖

gnuplot > plot sin(x) with point pointtype 3 pointsize 2? 或

gnuplot > plot sin(x) w p pt 3 ps 2??? % 用點畫，點的類型（包括顏色與點的類型）是 3 ，點的大小是 2

gnuplot > plot sin(x) title 'f(x)' w lplt 3 lw 2 pt 3 ps 2??? % 同時用點和線畫，這里 title ‘f(x)’ 表示圖例上標 'f(x)' ，如果不用則用默認選項

gnuplot > plot sin(x)??? % 此時所有選項均用默認值。如果缺某一項則將用默認值

gnuplot > plot ‘a.dat’ u 2:3? w l lt 3 lw 2 % 利用數據文件 a.dat 中的第二和第三列作圖

?

順便提一下，如這里最前面的兩個例子所示，在 gnuplot 中，如果某兩個詞，按字母先后順序，前面某幾個字母相同，后面的不同，那么只要寫到第一個不同的字母就可以了。如 with ，由于沒有其它以 w 開頭的詞，因此可以用 w 代替， line 也可以用 l 代替。

?

2 、同時畫多條曲線

gnuplot > plot sin(x) title ‘sin(x)’ w l lt 1 lw 2, cos(x) title ‘cos(x)’? w l lt 2 lw 2? ％兩條曲線是用逗號隔開的。畫多條曲線時，各曲線間均用逗號隔開就可以了。

?

以上例子中是對函數作圖，如果對數據文件作圖，將函數名稱換為數據文件名即可，但要用單引號引起來。

?

3 、關于圖例的位置

默認位置在右上方。

gnuplot > set key left? % 放在左邊，有 left 和 right 兩個選項

gnuplot > set key bottom? % 放在下邊，只有這一個選項；默認在上邊

gnuplot > set key outside? % 放在外邊，但只能在右面的外邊

以上三個選項可以進行組合。如：

gnuplot > set key left bottom? % 表示左下邊

?

還可以直接用坐標精確表示圖例的位置，如

gnuplot > set key 0.5,0.6? % 將圖例放在 0.5,0.6 的位置處

?

4 、關于坐標軸

gnuplot > set xlabel ‘x’?? %x 軸標為 ‘x’

gnuplot > set ylabel ‘y’?? %y 軸標為 ’y’

gnuplot > set ylabel ‘DOS’ tclt 3? % 其中的 tc lt 3 表示 ’DOS’ 的顏色用第三種顏色。

gnuplot > set xtics 1.0??? %x 軸的主刻度的寬度為 1.0 ，同樣可以為 y 軸定義 ytics

gnuplot > set mxtics 3??? %x 軸上每個主刻度中畫 3 個分刻度，同樣可以為 y 軸定義 mytics

gnuplot > set border 3 lt 3 lw 2 % 設為第三種邊界，顏色類型為 3 ，線寬為 2

同樣可以為上邊的 x 軸（稱為 x2 ）和右邊 y （稱為 y2 ）軸進行設置，即 x2tics ， mx2tics ， y2tics ， my2tics 。

gnuplot > set xticsnomirror

gnuplot > unset x2tics???? % 以上兩條命令去掉上邊 x2 軸的刻度

?

gnuplot > set yticsnomirror

gnuplot > unset y2tics???? % 以上兩條命令去掉右邊 y 軸的刻度

?

5 、在圖中插入文字

gnuplot > set label ‘sin(x)’ at 0.5,0.5? % 在坐標（ 0.5,0.5 ）處加入字符串 ’sin(x)’ 。

在輸出為 .ps 或 .eps 文件時，如果在 set term 的語句中加入了 enhanced 選現，則可以插入上下標、希臘字母和特殊符號。上下標的插入和 latex 中的方法是一樣的。

?

6 、在圖中添加直線和箭頭

gnuplot > set arrow from 0.0,0.0 to 0.6,0.8??? % 從（ 0.0,0.0 ）到（ 0.6,0.8 ）畫一個箭頭

gnuplot > set arrow from 0.0,0.0 to 0.6,0.8 lt 3 lw 2?? % 這個箭頭顏色類型為 3 ，線寬類型為 2

gnuplot > set arrow from 0.0,0.0 to 0.6,0.8 noheadlt 3 lw 2? % 利用 nohead 可以去掉箭頭的頭部，這就是添加直線的方法。

?

注意，在 gnuplot 中，對于插入多個的 label 和 arrow 等等，系統會默認按先后順序分別對各個 label 或 arrow 進行編號，從 1 開始。如果以后要去掉某個 label 或 arrow ，那么只要用 unset 命令將相應的去掉即可。如：

gnuplot > unset arrow 2

將去掉第二個箭頭。

?

7 、圖的大小和位置

gnuplot >set size 0.5,0.5? % 長寬均為默認寬度的一半，建議用這個取值，尤其是畫成 ps 或 eps 圖形的時候

gnuplot >set origin 0.0,0.5?? % 設定圖的最左下角的那一點在圖形面板中的位置。這里圖將出現在左上角。

?

8 、畫三維圖

gnuplot >splot ‘ 文件名 ’ u 2:4:5? % 以第二和第四列作為 x 和 y 坐標，第五列為 z 坐標。

?

9 ．將圖形輸出到文件

在 gnuplot 中，輸出文件的格式是由 terminal 來控制的。默認的情況下，都是輸出到屏幕，即終端模式為 X11 。如果想輸出到文件，則必須對 terminal 進行設置。要了解有那些終端類型，可以輸入 set terminal 后回車，所有支持的終端模式（或文件格式）都列出來了。就我來說，輸出文件的格式用得最多的是 ps 和 eps 文件。這在運行畫圖命令 plot 或 splot 前必須先運行如下兩條命令：

?

gnuplot > set term post eps color solid enh

gnuplot > set output ‘a.eps’

?

其中第一條命令為設置終端模式， post 即為 postscript 模式，這是輸出到 ps 或 eps 文件必須有的。后面的 eps ， color ， solid 以及 enh 選項均可以有或沒有，根據你的需要。 eps 表示輸出為 eps 文件，沒有就輸出為 ps 文件； color 表示輸出圖形為彩色，不用就會保存為黑白的； solid 表示輸出圖中的所有線都用實線，不用則除了第一條線為實線外，其它的均用不同的虛線；使用 enh (enhanced) 選項可以在圖中插入上下標、希臘字母和特殊符號，不用則不能實現這些功能。后面的選項可以根據自己的需要選擇一個或幾個。

?

第二條命令對 output 的設置表示要輸出的文件的名字。但是請注意，運行完這條命令后，還僅僅是定義了輸出文件的名字，實際上，圖還沒畫到這個文件里去。因此運行這兩條命令還只是進行了必須的設置。然后運行如下命令

gnuplot > plot sin(x) w l

或

gnuplot >replot （假如前面已經運行過 plot 或 replot 命令的話）

這時，圖形就在上面指定的文件中了。

?

要輸出為其它格式，同樣要進行這樣的設置，比如要輸出為 jpg 格式，則在運行畫圖命令前先運行如下命令：

gnuplot > set term jpeg

gnuplot > set output ‘a.jpg’

?

如果要由其它模式再返回到輸出到屏幕，則運行如下命令：

gnuplot > set term X11

二、提高篇：

1 、如何在同一張圖里同時畫多個圖

gnuplot >set multiplot?? % 設置為多圖模式

gnuplot >set origin 0.0,0.5?? % 設置第一個圖的原點的位置

gnuplot >set size 0.5,0.5? % 設置第一個圖的大小

gnuplot > plot “a1.dat”

gnuplot >set origin 0.5,0.5?? % 設置第二個圖的原點的位置

gnuplot >set size 0.5,0.5? ?% 設置第二個圖的大小

gnuplot > plot “a2.dat”

gnuplot >set origin 0.0,0.0?? % 設置第三個圖的原點的位置

gnuplot >set size 0.5,0.5? % 設置第三個圖的大小

gnuplot > plot “a3.dat”

gnuplot >set origin 0.5,0.0?? % 設置第四個圖的原點的位置

gnuplot >set size 0.5,0.5? % 設置第四個圖的大小

gnuplot > plot “a4.dat”

當然，如果后一個圖中的某個量的設置和前一個的相同，那么后一個中的這個量的設置可以省略。例如上面對第二、第三和第四個圖的大小的設置。前一個圖中對某個量的設置也會在后一個圖中起作用。如果要取消在后面圖中的作用，必須用如下命令，如取消 label ，用

gnuplot > unset label

?

?

2 、作二維圖時，如何使兩邊坐標軸的單位長度等長

gnuplot > set size square??? % 使圖形是方的
gnuplot> set size 0.5,0.5??? % 使圖形是你要的大小
gnuplot> set xrange[-a:a]
gnuplot> set yrange[-a:a]??? % 兩坐標軸刻度范圍一樣
gnuplot> plot ‘a.dat’

?

3 、如何在同一張圖里利用左右兩邊的 y 軸分別畫圖

gnuplot > set xticsnomirror?? % 去掉上面坐標軸 x2 的刻度
gnuplot> set yticsnomirror?? % 去掉右邊坐標軸 y2 的刻度
gnuplot> set x2tics?????? % 讓上面坐標軸 x2 刻度自動產生
gnuplot> set y2tics???? % 讓右邊坐標軸 y2 的刻度自動產生
gnuplot> plot sin(x),cos(x) axes x1y2??? %cos(x) 用 x1y2 坐標， axes x1y2 表示用 x1y2 坐標軸
gnuplot> plot sin(x),cos(x) axes x2y2???? %cos(x) 用 x2y2 坐標， axes x2y2 表示用 x2y2 坐標軸
gnuplot> set x2range[-20:20]?? % 設定 x2 坐標的范圍
gnuplot> replot
gnuplot> set xrange[-5:5]? % 設定 x 坐標的范圍
gnuplot> replot
gnuplot> set xlabel 'x'
gnuplot> set x2label 't'
gnuplot> set ylabel 'y'
gnuplot> set y2label 's'
gnuplot> replot
gnuplot> set title 'The figure'
gnuplot> replot
gnuplot> set x2label 't' textcolorlt 3??? %textcolorlt 3 或 tc lt 3 設置坐標軸名稱的顏色

?

4 、如何插入希臘字母和特殊符號

一般只能在 ps 和 eps 圖中，且必須指定 enhanced 選項。在 X11 終端（即顯示器）中無法顯示。

gnuplot > set terminal postscript enhanced

然后希臘字母就可以通過 {/Symbol a} 輸入。例如

gnuplot > set label ‘{/Symbol a}’

各種希臘字母與特殊符號的輸入方法請見安裝包中 gnuplot- 4.0.0 /docs/psdoc 目錄下的 ps_guide.ps 文件。

另外還可參見：
http://t16web.lanl.gov/Kawano/gnuplot/label-e.html#4.3

?

5 、 gnuplot 中如何插入 Angstrom （埃）這個符號 (A 上面一個小圓圈 )

				腳本中在插入前先加入
				
						
						
				
		

				
						
								gnuplot
						
				
				
						>
				
				set encoding iso_8859_1
		

				這個命令，然后就可以通過
				“{\305}”
				加入了。如橫坐標要標上“
				k(1/
				?
				)
				”：
				
						
						
				
		

				
						
								gnuplot
						
				
				
						>
				
				set xlabel 'k(1/{\305})
		

				
						?
				
		

				如果是
				
						multiplot
				
				模式，則這個命令必須放在
				
						
						
				
		

				
						
								gnuplot
						
				
				
						>
				
				set multiplot
		

				的前面。
				
						
						
				
		

				
						?
				
		

				如果后面還要插入別的轉義字符，那么還要在插入字符后加入如下命令：
				
						
						
				
		

				
						set
				
				 encoding default
		

				
						?
				
		

				安裝包
				中
				gnuplot-
				
						4.0.0
				
				/docs/psdoc/ps_guide.ps
				文件中的表中的‘
				E
				’代表那一列的
				所有符號都用這個方法輸入。
				
						
						
				
		

?

6 、 gnuplot 畫等高線圖

gnuplot >splot? ‘ 文件名 .dat’? u 1:2:3? w? l?? % 做三維圖

gnuplot >set dgrid3d 100,100 % 設置三維圖表面的網格的數目

gnuplot > replot

gnuplot >set contour??? % 設置畫等高線

gnuplot >set cntrparam? levels? incremental -0.2,0.01,0.2?? % 設置等高線的疏密和范圍，數據從 ?? -0.2 到 0.2 中間每隔 0.01 畫一條線

gnuplot >unset surface?? 去掉上面的三維圖形

最后用鼠標拽動圖形，選擇合理的角度即可。或者直接設置 (0,0) 的視角也可以：

gnuplot > set view 0,0

gnuplot > replot

?

這里注意，畫三維圖的數據文件必須是分塊的，也就是 x 每變換一個值， y 在其變化范圍內變化一周，這樣作為一塊，然后再取一個 x 值， y 再變化一周，作為下一數據塊，等等。塊與塊之間用一空行格開。

?

7 、如何畫漂亮的 pm3d 圖

gnuplot > set pm3d??????????????? % 設置 pm3d 模式

gnuplot > set isosamples 50,50?????? % 設置網格點

gnuplot > splot x**2+y**2????????? ％畫三維圖

gnuplot > splot x**2+y**2 w pm3d?? ％畫成 pm3d 模式，注意比較變化

gnuplot > set view 0,0????????????? ％設置視角，（ 0 ， 0 ）將投影到底面上去

gnuplot > splot x**2+y**2 w pm3d?? ％重畫，注意看變化

gnuplot > unset ztics?????????????? % 把 z 軸上的數字給去掉

gnuplot > set isosamples 200,200???? ％使網格變細

gnuplot > replot?????????????????? ％重畫，注意看變化，主要是過渡更光滑

?

8 、利用腳本文件避免重復輸入

有時候對某個數據文件做好一張圖后，下次可能還要利用這個數據文件作圖，但某個或某些設置要作些細微變化。這時候，可以把第一次作圖時的命令全部寫到一個文件里，如 a.plt ，下次只要將相應的設置做修改后，用下面的命令就會自動運行文件所有的命令而最后得到你要的圖：

gnuplot > load ‘a.plt’

作為一個例子，假設文件名為 a.plt ，里面的內容為：

set pm3d

set view 0,0

unset ztics

set isosamples 200,200

splot x**2+y**2 w pm3d

set term post color

set output ‘a.ps’

replot

?

那么啟動 gnuplot 后，只要運行如下命令就可以了：

gnuplot > load ‘a.plt’

?

如果我們要得到的僅僅是 .ps 或 .eps 圖，那也可以在 linux 命令提示符下直接運行如下命令：

[zxh@theoryzxh]$gnuplota.plt

?

9 、在 gnuplot 模式下運行 linux 命令

在 gnuplot 提示符下也可以運行 linux 命令，但必須在相應的命令前面加上 ! 號。例如，假設很多參量都已經設置好了，但需要對某個數據文件 a.dat 進行修改后再畫圖，則可以用如下方式

gnuplot >!vi a.dat

通過這種方式，所有的 linux 命令都可以在 gnuplot 環境里運行。

?

另外，也可以在 gnuplot 的提示符后輸入 shell ，暫時性退出 gnuplot ，進入 linux 環境，做完要做的事情后，運行 exit 命令，又回到 gnuplot 環境下。

gnuplot > shell

[zxh@theoryzxh]$via.f

[zxh@theoryzxh]$f 77 a .f

[zxh@theoryzxh]$a.out??? ( 假設生成 a.dat 數據文件 )

[zxh@theoryzxh]$exit

gnuplot >plot ‘a.dat’ w l

?

如有其它問題，歡迎共同探討。 E-mail ： exhzheng@163.com